本發(fā)明涉及frp管混凝土構(gòu)件，具體涉及一種frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件。

背景技術(shù)：

目前，我國的房屋建筑中的鋼管混凝土構(gòu)件主要采用鋼圓管或方鋼管的內(nèi)填充混凝土作為結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件。鋼管混凝土構(gòu)件既能作為受彎構(gòu)件、軸壓構(gòu)件也能作為壓彎（拉彎）構(gòu)件應用于建筑結(jié)構(gòu)的各個部位。目前鋼管混凝土構(gòu)件在實際工程應用中遇到的一個主要問題為外露鋼管需要做防腐處理，也不能用于海洋等腐蝕環(huán)境；另一個問題是采用方鋼管時，方鋼管的四角為焊接或冷彎成型，在方鋼管轉(zhuǎn)角處存在嚴重的殘余應力和應力集中問題。這一問題的存在導致鋼管在轉(zhuǎn)角部位的材料性能無法得到充分利用，這一區(qū)域的鋼管對混凝土核心的約束作用無法得到有效的發(fā)揮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種纖維復合材料（frp）管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件，用以解決影響薄壁箱形截面的耐腐蝕性問題和轉(zhuǎn)角處存在的應力集中和殘余應力問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件，包括多個frp管和薄壁frp板，還包括混凝土，frp管和薄壁frp板通過環(huán)氧樹脂連接組成規(guī)則的混凝土箱形截面構(gòu)件，其中frp管位于整個箱形截面的各個轉(zhuǎn)角部位，各個frp管之間通過薄壁frp板連接，可在frp管內(nèi)或整個箱形截面內(nèi)填充混凝土。

上述方案中frp管的管徑不小于薄壁箱形截面高度的1/5，frp管的厚度不小于3mm，且管徑與壁厚之比小于100，薄壁frp板厚度不小于2.0mm。

上述方案中根據(jù)兩端簡支單跨受彎構(gòu)件實際受力需要，可在位于整個箱形截面受壓區(qū)的frp管內(nèi)填充混凝土，位于受拉區(qū)的frp管內(nèi)不填充混凝土。

上述方案中根據(jù)支座簡支連續(xù)跨受彎構(gòu)件的實際受力需要，可在所有frp管內(nèi)填充混凝土。

上述方案中根據(jù)軸心受壓構(gòu)件實際受力需要，在所有frp管內(nèi)和箱形截面內(nèi)均填充混凝土。

上述方案中根據(jù)壓彎（拉彎）構(gòu)件實際受力需要，在箱形截面內(nèi)填充混凝土。位于整個箱形截面受壓區(qū)的frp管內(nèi)填充混凝土，位于受拉區(qū)的frp管內(nèi)不填充混凝土。

上述方案中，frp管的截面為矩形、正方形、三角形或其它多邊形狀。frp管與薄壁frp板可組成三角形、矩形、正方形和梯形等各種多邊形狀截面的構(gòu)件，也可施加預應力，以滿足不同受力情況的需要。

有益效果：

（1）frp管和frp板的防腐性能優(yōu)于鋼管，因此提高了frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件的耐腐蝕性能。

（2）避免傳統(tǒng)鋼管混凝土構(gòu)件截面轉(zhuǎn)角處的殘余應力、應力集中和連接不便的問題

frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件集預應力、纖維復合材料（frp）-混凝土組合結(jié)構(gòu)于一身，構(gòu)件平面的各個側(cè)面均為平面，便于與其它構(gòu)件連接；構(gòu)件中的frp管設置于整個截面的轉(zhuǎn)角處，有效的避免了方鋼管混凝土構(gòu)件中的方鋼管轉(zhuǎn)角處存在嚴重的應力集中問題。設置在轉(zhuǎn)角處的frp管內(nèi)一旦填充混凝土形成纖維復合材料（frp）-混凝土組合結(jié)構(gòu)部件，可充分發(fā)揮混凝土與frp管之間組合效應，達到進一步提高材料利用率、施工速度和施工質(zhì)量的目的。

（3）廣泛的適用性和經(jīng)濟性

frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件中的frp管、混凝土與薄壁frp板形成組合結(jié)構(gòu)，作為整體共同承擔外荷載，整個構(gòu)件具有較高的剛度且不占用額外的建筑空間。frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件適用于各類建筑中作為大跨度受彎構(gòu)件、軸心受壓構(gòu)件和壓（拉）彎構(gòu)件，成為各類建筑的主要豎向承重構(gòu)件（豎向承重墻、柱）和抗側(cè)力構(gòu)件（剪力墻、抗側(cè)桁架）的主要組成部分。frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件根據(jù)使用時的不同受力情況和施工條件，構(gòu)件可靈活選用各種截面形狀和尺寸。由于frp管和箱形截面將整個構(gòu)件截面分割成幾個獨立的封閉空間，可根據(jù)實際受力需要決定在哪個frp管或箱形截面內(nèi)填充混凝土。比常規(guī)鋼管混凝土構(gòu)件能有效減輕自重，降低造價。具有輕質(zhì)高強、抗震性能好、施工速度快和可重復利用等特點。

（4）外形美觀

本發(fā)明具有外形獨特、優(yōu)美，視覺效果好的優(yōu)點。

（5）施工簡便、建造速度快

這種frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件的建造可采用模塊化施工，建造速度快。建造時可分段化、模塊化工廠化預制各個部件，運抵施工現(xiàn)場后可方便的吊裝、焊接（環(huán)氧樹脂粘接）就位，然后澆筑frp管內(nèi)或箱型截面內(nèi)的混凝土。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的構(gòu)件截面詳圖；

圖3是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中的構(gòu)件截面詳圖；

圖5是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5中的構(gòu)件截面詳圖；

圖7是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖7中的構(gòu)件截面詳圖；

圖9是本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是圖9中的構(gòu)件截面詳圖；

圖中：1-薄壁frp板，2-frp管，3-混凝土，4-frp管-混凝土組合部件，5-frp管混凝土部件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：

實施例1：

結(jié)合圖1、圖2所示，這種實施方式的預應力frp管混凝土構(gòu)件為封閉箱型截面，frp管位于截面轉(zhuǎn)角部位，frp管2和薄壁frp板1通過環(huán)氧樹脂粘接。位于整個截面中和軸受壓一側(cè)的frp管2內(nèi)填充混凝土3形成frp管-混凝土組合部件4承受由彎矩引起的壓應力；位于整個截面中和軸受拉一側(cè)的frp管2不填充混凝土，可有效降低整個構(gòu)件的自重和造價。本實施方式中的構(gòu)件截面整體呈矩形，還可以設計為正方形、三角形、梯形等其他多邊形截面，構(gòu)件可拆分成幾個部分工廠化預制，現(xiàn)場焊接（環(huán)氧樹脂粘接）組裝。

所述frp管優(yōu)選為frp圓管。

本發(fā)明將frp管2、混凝土3與薄壁frp板1巧妙組合形成了一種新型frp管混凝土薄壁箱形截面受彎構(gòu)件，frp管、混凝土與薄壁frp板形成組合構(gòu)件共同工作，利用frp管-混凝土組合部件4的抗壓性能好與frp管2、薄壁frp板1的抗拉、抗剪性能好的特點，有效的減低構(gòu)件的截面自重、降低造價，增大構(gòu)件自身剛度，同時使整個frp管混凝土薄壁箱形截面受彎構(gòu)件的抗彎、抗剪性能更好，整體剛度更大，適用于大跨度建筑中的大跨度受彎構(gòu)件。該類構(gòu)件既方便與其它構(gòu)件的連接，又避免了常規(guī)箱形截面轉(zhuǎn)角處應力集中嚴重影響構(gòu)件整體受力性能的缺點，實際上是將圓frp管混凝土與纖維復合材料（frp）箱形構(gòu)件的優(yōu)點集于一身，是一種新型frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件。

實施例2：

結(jié)合圖3、圖4，本實施方式的結(jié)構(gòu)與實施例1不同之處在于，所有frp管2內(nèi)均填充混凝土3形成frp管-混凝土組合部件4。圖中為箱形截面構(gòu)件，還可以設計為正方形、三角形、梯形等其他多邊體形狀的截面形式。其它構(gòu)件與實施例1相同。

實施例3：

結(jié)合圖5、圖6所示，本實施部分為承受軸心壓力的frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件，frp管2內(nèi)填充混凝土3形成frp管-混凝土組合部件4，箱形截面內(nèi)填充混凝土3形成frp管混凝土5。圖中為箱形截面構(gòu)件，還可以設計為正方形、三角形、梯形等其他多邊形的截面形式。其它構(gòu)件與實施例1相同。

實施例4：

結(jié)合圖7、圖8所示，本實施部分為承受壓彎（拉彎）荷載的frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件，frp管2內(nèi)和箱形截面內(nèi)填充混凝土3形成frp管-混凝土組合部件4和frp管混凝土部件5。圖中為箱形截面構(gòu)件，還可以設計為正方形、三角形、梯形等其他多邊形的截面形式。其它構(gòu)件與實施例1相同。

實施例5：

結(jié)合圖9、圖10所示，本實施部分為拱形frp管混凝土薄壁箱形截面構(gòu)件，箱形截面內(nèi)均填充混凝土3形成frp管混凝土部件5。圖中為箱形截面構(gòu)件，還可以設計為正方形、三角形、梯形等其他多邊形的截面形式。其它構(gòu)件與實施例1相同。